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高考化学（重庆）二轮复习课件：专题七 化学反应速率和化学平衡
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这是一份高考化学（重庆）二轮复习课件：专题七 化学反应速率和化学平衡，共60页。PPT课件主要包含了答案C，答案A，化学计量数，未改变，审题指导，审反应特点，解题指导，解题模板，安全小贴士等内容，欢迎下载使用。
专题七 化学反应速率和化学平衡
[最新考纲]1．了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。 2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。 3.了解化学反应的可逆性。4.了解化学平衡建立的过程；理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行相关计算。5.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响，认识并能用相关理论解释其一般规律。6.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
考点一 化学反应速率及其影响因素的分析[重温真题·考情]1．(2014·北京理综，12)在一定温度下，10 mL 0.40 ml·L－1 H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准标况)如下表。
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)( )。A．0～6min的平均反应速率：v(H2O2)≈3.3×10－2 ml/(L·min)B．6～10min的平均反应速率：v(H2O2)<3.3×10－2 ml/(L·min)C．反应至6 min时，c(H2O2)＝0.30 ml·L－1D．反应至6 min时，H2O2分解了50%
2．(2014·全国新课标卷Ⅰ，9)已知分解1 ml H2O2放出热量98 kJ，在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为：H2O2＋I－→H2O＋IO－慢H2O2＋IO－→H2O＋O2＋I－快下列有关该反应的说法正确的是( )。A．反应速率与I－的浓度有关B．IO－也是该反应的催化剂C．反应活化能等于98 kJ·ml－1D．v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2)
3．(2014·全国大纲28，节选)反应AX3(g)＋X2(g) AX5(g)在容积为10 L的密闭容器中进行。起始时AX3和X2均为0.2 ml。反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。
①列式计算实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)＝________。②图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)由大到小的次序为________(填实验序号)；与实验a相比，其他两组改变的实验条件及判断依据是：b________、c________。
高考定位有关化学反应速率及其影响因素的考查在历年高考中都有所涉及，题目一般较为简单，常见的命题角度有：①化学反应速率的定量计算，②化学反应速率的大小比较；③外界条件对化学反应速率的影响及其图像、数据表格分析；④有关影响化学反应速率因素的探究等，考查方式比较灵活。解题的关键是紧扣化学反应速率的概念，及其外界因素对速率的影响规律认真分析作答。
用上式进行某物质反应速率的计算时需注意以下几点：(1)浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。(2)化学反应速率是某段时间内的平均反应速率，而不是瞬时速率，且计算时取正值。(3)同一反应用不同的物质表示反应速率时，数值可能不同，但意义相同。不同物质表示的反应速率之比等于其 之比。 (4)对于可逆反应，通常所计算的是正、逆反应抵消后的总反应速率，当达到平衡时，总反应速率为零。(注：总反应速率也可理解为净速率)。
2．外界条件对化学反应速率影响的深度剖析(1)纯液体和固体浓度可视为常数，它们的量的改变 影响化学反应速率。但固体颗粒的大小导致接触面积的大小发生变化，故影响反应速率。(2)对于固体、液体物质，由于压强改变时对它们的体积影响很小，因而压强对它们浓度的影响可看作不变，故压强对无气体参加的化学反应的速率无影响。
(5)外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的，但影响程度不一定相同。①当增大反应物浓度时，v正增大，v逆瞬间不变，随后也增大；②改变压强，气体分子数减小方向的反应速率变化程度大；③对于反应前后气体分子数不变的反应，改变压强正、逆反应速率改变程度 ；④升高温度，v正和v逆都增大，但 反应方向的反应速率增大的程度大；降低温度、v正和v逆都减小，但 反应方向的反应速率减小的程度大；⑤使用催化剂，能同等程度地改变正、逆反应速率。
下列有关反应速率的比较中正确的是( )。A．④>③＝②>① B．④<③＝②<①C．①>②>③>④ D．④>③>②>①解析 若将各反应速率均化为以B表示的速率，且以ml·L－1·s－1为单位，①、②、③、④表示的速率分别是0.022 5 ml·L－1·s－1、0.6 ml·L－1·s－1、0.6 ml·L－1·s－1、0.675 ml·L－1·s－1，故A正确。答案 A
2．(2014·重庆永川模拟)在容积固定的容器中发生反应：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0，各物质的浓度如表所示：
下列说法不正确的是( )。A．2～4 min内用H2表示的平均反应速率为0.3 ml·L－1·min－1B．达到平衡时，CO的转化率为62.5%C．反应在第2 min时改变了条件，可能是加入了催化剂D．反应在第2 min时改变了条件，可能是增加了H2的浓度
解析 直接根据表格计算出2～4 min内v(CO)＝0.15 ml·L－1·min－1，再换算出v(H2)＝0.3 ml·L－1·min－1，A正确；达到平衡时CO的转化率为0.5/0.8×100%＝62.5%，B正确；由表中数据可知，0～2 min内Δc(CO)＝0.2 ml·L－1，则Δc(H2)＝0.4 ml·L－1，故x＝1.2 ml·L－1 ,2～4 min内各物质的物质的量浓度改变量大于0～2 min内的改变量，由此可见化学反应速率增大，故改变的条件是加入了催化剂，C正确；2～4 min内，Δc(CO)＝0.3 ml·L－1，Δc(H2)也正好为0.6 ml·L－1，故2 min时没有增加H2的浓度，D错误。答案 D
3．(2014·重庆理综，29节选)O3在水中易分解，一定条件下，O3的浓度减少一半所需的时间(t)如下表所示。已知：O3的起始浓度为0.021 6 ml·L－1。
(1)pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是________________。(2)在30 ℃、pH＝4.0条件下，O3的分解速率为______ ml·L－1·min－1。(3)据表中的递变规律，推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为________(填字母代号)。a．40 ℃、pH＝3.0 b．10 ℃、pH＝4.0 c．30 ℃、pH＝7.0
通过数据比较反应速率大小的方法——“一看二转三比较”第一步：看单位是否统一；第二步：是将不同物质表示的化学反应速率转化成用同一物质表示的化学反应速率；第三步：是比较数值确定大小。
————[方法技能]————
题组二 影响化学反应速率的因素4．下列说法错误的是( )。A．已知在T ℃时，反应2A(g)＋B(g) 3C(g) ΔH>0的正反应速率表示为v，若降低温度，逆反应速率减小B．在恒容容器中发生反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，若往容器中充入He，正逆反应的速率均不变
C．当一定量的锌粉和4 ml·L－1的过量盐酸反应时，为了减慢反应速率，又不影响产生H2的总量，可向容器中加入一些水或硝酸钠溶液D．对任何一个化学反应，温度发生变化，化学反应速率一定发生变化
5．(2014·重庆八中模拟)对于反应4A＋2B 3C，下列说法中正确的是( )。A．某温度时，化学反应速率无论用A、B、C中任何物质表示，其数值都相同B．其他条件不变时，降低温度，化学反应速率减小C．其他条件不变时，增大压强，化学反应速率一定加快D．若增大或减小A的物质的量，化学反应速率一定会发生明显的变化
解析 A项，对于该反应，用不同的反应物或生成物表示的反应速率，其数值不相同，A错；C项，如果反应物、生成物都不是气体，则增大压强对化学反应速率无影响，C错；D项，若A是固体或液体，增大或减小A的物质的量，对化学反应速率没有明显影响，D错。答案 B
控制变量法的解题策略影响化学反应速率的因素有多种，在探究某种因素的影响规律时，需要控制其他条件不变，只改变某一个条件，探究这一条件对反应速率的影响规律，这种研究问题的方法叫做控制变量法。解题策略为：1．确定变量。解答此类题目时，要认真审题，清楚实验目 的，弄清要探究的外界条件有哪些。
————[思想方法]————
2．控制变量。在探究时，应先确定一个变化的量，控制其他量不变，研究这个变化量对实验结果的影响进而总结出影响规律，然后用同样的方法再进一步确定其他变量对实验结果的影响规律。3．数据有效。解答时应注意选择数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法做出正确判断。
考点二 正确理解化学平衡状态及其影响因素[重温真题·考情]1．(2013·重庆理综，7)将E和F加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：E(g)＋F(s) 2G(g)。忽略固体体积，平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示。
①b＜f ②915 ℃，2.0MPa时E的转化率为60% ③该反应的ΔS＞0 ④K(1 000 ℃)＞K(810 ℃)上述①～④中正确的有( )A．4个 B．3个 C．2个 D．1个解析 该反应为气体体积增大的反应，温度一定时，加压，平衡左移，G的体积分数减小，所以a＜54.0＜75.0；当压强为2.0 MPa时，温度越高，G的体积分数越大，说明升温，平衡右移，正反应为吸热反应。
③该反应为熵增加的反应，ΔS＞0，正确。④由于该反应为吸热反应，升温，平衡右移，K增大，正确。答案 A
2．(2014·全国新课标Ⅰ，28节选)乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系 (其中nH2O∶nC2H4＝1∶1)。
(1)列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp＝________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。(2)图中压强p1、p2、p3、p4的大小顺序为______________，理由是_______________________。(3)气相直接水合法常用的工艺条件为：磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290 ℃、压强6.9 MPa，n(H2O)∶n(C2H4)＝0.6∶1。乙烯的转化率为5%。若要进一步提高乙烯的转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有________、________。
高考定位有关化学平衡状态及其影响因素的考查是历年来高考的热点，常见的命题角度有：①化学平衡状态的判断。②外界条件对化学平衡的影响规律。③化学平衡图像的分析。④有关影响化学平衡因素的实验探究。⑤等效平衡状态等，在选择题和非选择题中都会有所考查，一般属于较难题目且所占分数比例较大，复习备考中应予以关注。
[知能突破·考点]1．化学平衡状态判断的“三类标志”、“一角度”(1)本质标志同一物质的 速率与 速率相等，即v正＝v逆。(2)等价标志①可逆反应的正、逆反应速率不再随时间发生变化。②体系中各组成成分的含量，即物质的量浓度、物质的量分数、体积分数、质量分数等保持不变。
③对同一物质而言，单位时间内该物质所代表的正反应的转化浓度和所代表的逆反应的转化浓度相等。④对不同物质而言，一种物质所代表的正反应速率和另一种物质所代表的逆反应速率的比值等于化学方程式中的化学计量数(系数)之比。
(3)特殊标志①对于反应物和生成物全部是气体且反应前后气体计量数不相等的可逆反应，若反应体系中混合气体的平均相对分子质量不再随时间变化，则反应达到平衡状态。此标志不适用于反应前后气体计量数相等的可逆反应，因为这类反应不管是否达到平衡状态，混合气体的平均相对分子质量始终是不变的。
②对于气体反应物和气体生成物的计量数不相等的可逆反应(体系中可存在固、液态物质)，当恒温、恒容时，若反应体系中总压强不再随时间变化，则反应达到平衡状态；当恒温、恒压时，若反应体系中体积不变或混合气体的密度不变，则反应达到平衡状态。对于反应物和生成物全部是气体且反应前后气体计量数相等的可逆反应，恒温、恒容时压强不变以及恒温、恒压时密度不变等均不能说明反应已达到平衡状态。③由于任何化学反应都伴有能量变化，因此在其他条件不变的情况下，当总体系温度一定时，则反应达到平衡状态。④对于反应混合物中含有有色气体物质的可逆反应，若体系颜色不变，则反应达到平衡状态。
(4)一角度从微观的角度分析，如反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，下列各项均可说明该反应达到了平衡状态①断裂1 ml N≡N键的同时生成1 ml N≡N键②断裂1 ml N≡N键的同时生成 ml H—H键③断裂1 ml N≡N键的同时断裂6 ml N—H键④生成1 ml N≡N键的同时生成 ml N—H键
2．平衡移动方向的判定(1)应用平衡移动原理判断如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)，平衡就向着能够 这种改变的方向移动。①原理中“减弱这种改变”的正确理解应当是升高温度时，平衡向吸热反应方向移动；增加反应物浓度，平衡向反应物浓度减少的方向移动；增大压强时，平衡向气体体积缩小的方向移动。
②化学平衡移动的根本原因是外界条件(如温度、压强、浓度等)的改变破坏了原平衡体系，使得正、逆反应速率不再相等。当v正 v逆时，平衡向正反应方向移动，当v正 v逆时，平衡向逆反应方向移动，移动的结果是v正 v逆。若条件的改变不能引起正、逆反应速率的变化，或者正、逆反应速率的变化相同，则平衡不发生移动。
[题组训练·考能]题组一 化学平衡状态的判定1．(2014·重庆南开中学模拟)在绝热、恒容的密闭容器中进行反应 2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g)，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是( )。
A．ab B．bd C．Bc D．ad解析 图a，随时间进行v(正)在变化中，t1时没有达到平衡；图b，由于在绝热容器中，t1时，平衡常数不变，说明达到平衡(若没有平衡，反应进行中，一定有热效应产生，平衡常数变化)；图c，t1后，NO、CO2的量均变化，没有达到平衡；图d，t1时NO的质量分数不变，说明达到平衡。答案 B
⑥温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化 ⑦温度和体积一定时，容器内的压强不再变化 ⑧条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化 ⑨温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化 ⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化(2)在上述⑥～⑩的说法中能说明反应2NO2(g) N2O4(g)达到平衡状态的是 ________。
解析 观察第(1)题反应的特征可知：此反应在反应前后气体的物质的量不发生变化，即在反应的任何一个阶段，容器内的压强不发生改变。气体的总质量不变、总的物质的量不变，因此混合气体的密度、平均相对分子质量均不发生改变，不能作为达到平衡状态的标志。观察第(2)题反应的特征：反应前后气体的体积发生改变，因此其平均相对分子质量、混合气体密度都不发生改变时，反应处于平衡状态，当c(NO2)恒定，颜色不再变化也可以作为反应达到化学平衡状态的标志。答案 (1)②⑥⑨ (2)⑥⑦⑧⑨⑩
不能判断化学平衡状态的三个标志1．恒温、恒容条件下反应前后气体体积不变的反应，混合气体的压强或气体的总物质的量不随时间而变化。如2HI(g) I2(g)＋H2(g)。2．反应物和生成物都是气体，且反应前后体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不随时间而变化。如2HI(g) I2(g)＋H2(g)。3．全部是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。
—————[易错防范]—————
题组二 化学平衡移动原理的应用3．(2012·重庆理综，13)在一个不导热的密闭反应器中，只发生两个反应：a(g)＋b(g) 2c(g) ΔH1<0x(g)＋3y(g) 2z(g) ΔH2>0进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所作的功)，下列叙述错误的是( )。
A．等压时，通入惰性气体，c的物质的量不变B．等压时，通入z气体，反应器中温度升高C．等容时，通入惰性气体，各反应速率不变D．等容时，通入z气体，y的物质的量浓度增大
解析 A项，不导热的密闭容器中，等压时，通入惰性气体，体积增大，x(g)＋3y(g) 2z(g)平衡逆向移动，放出热量，体系温度升高，a(g)＋b(g) 2c(g)平衡逆向移动，c的物质的量减少；B项，等压时，通入z气体，x(g)＋3y(g) 2z(g)平衡逆向移动，体系温度升高；C项，等容时，通入惰性气体，反应物浓度不变，各反应速率不变；D项，等容时，通入z气体，x(g)＋3y(g) 2z(g)平衡逆向移动，y的物质的量浓度增大。答案 A
4．(2014·重庆高三八中模拟)在容积恒定的密闭容器中，一定量的SO2与1.1 ml O2发生反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH<0。当气体的物质的量减少0.315 ml时，反应达到平衡，SO2的平衡转化率是90%。下列说法正确的是( )。
A．相同条件下，平衡时若充入稀有气体，SO2的转化率增大B．反应开始时，向容器中通入的SO2的物质的量是0.7 mlC．保持其他条件不变，仅降低温度，正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度大D．保持其他条件不变，仅缩小容器体积，反应达到平衡时容器中有1.485 ml气体
解析 因反应容器容积恒定，因此相同条件下，平衡时若充入稀有气体，与反应有关的各物质的浓度不变，平衡不移动，SO2的转化率不变；气体的物质的量减少0.315 ml时消耗SO2 0.630 ml，故可知反应开始时，向容器中通入SO2的物质的量为0.63 ml÷90%＝0.7 ml；正反应为放热反应，降温平衡正向移动；即正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度小；结合前面分析可知平衡时容器中气体物质的量为(1.1 ml＋0.7 ml)－0.315 ml＝1.485 ml，故保持其他条件不变，仅缩小容器体积，反应正向移动，气体物质的量减少，即达到平衡时容器中气体不足1.485 ml。答案 B
5．(2014·江苏化学，15改编)一定温度下，在三个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生反应：2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)
下列说法正确的是( )。A．该反应的正反应为放热反应 B．达到平衡时，容器Ⅰ中的CH3OH体积分数比容器Ⅱ中的小 C．容器Ⅰ中反应达到平衡所需时间比容器Ⅲ中的长 D．若起始时向容器Ⅰ中充入CH3OH 0.15 ml、CH3OCH3 0.15 ml和H2O 0.10 ml，则反应将向逆反应方向进行
解析 对比容器Ⅰ、Ⅲ，可知起始时物质的量都是0.20 ml，容器Ⅲ温度降低，CH3OCH3平衡时的物质的量增大，说明平衡正向移动，故正反应是放热反应，A项正确；B项，容器Ⅱ的投料量是容器Ⅰ的两倍，相当于加压，但题给反应是气体体积相等的反应，两者建立等效平衡，CH3OH体积分数不变，错误；C项，容器Ⅰ的温度比容器Ⅲ高，温度高，化学反应速率快，到达平衡时间短，错误；D项，容器Ⅰ中，
分析化学平衡移动的一般思路
—————[思维建模]—————
考点三 化学平衡常数的应用及相关计算[重温真题·考情]1．(2014·四川理综，7)在10L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应X(g)＋Y(g) M(g)＋N(g)，所得实验数据如下表：
下列说法正确的是 ( )。A．实验①中，若5 min时测得n(M)＝0.050 ml，则0至5 min时间内，用N表示的平均反应速率v(N)＝1.0×10－2ml·L－1·min－1B．实验②中，该反应的平衡常数K＝2.0 C．实验③中，达到平衡时，X的转化率为60% D．实验④中，达到平衡时，b＞0.060
2．(2014·全国卷Ⅱ，26)在容积为1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g) 2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。
回答下列问题：(1)反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)；100 ℃时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在0～60 s时段，反应速率v(N2O4)为________ml·L－1·s－1；反应的平衡常数K1为________。(2)100 ℃时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.002 0 ml·L－1·s－1的平均速率降低，经10 s后又达到平衡。a．T_____100 ℃(填“大于”或“小于”)，判断理由是____。b．列式计算温度T时反应的平衡常数K2________。
(2)c(N2O4)减小，说明平衡向正反应方向移动，根据勒夏特列原理，应该是温度升高，即T>100 ℃，由v(N2O4)计算出建立新平衡过程中c(N2O4)减小值，再计算出新平衡时c(N2O4)、c(NO2)，代入K的表达式中计算求得K2。(3)因为N2O4(g) 2NO2(g)的逆反应是气体分子数减小的反应，所以增大压强，平衡向逆反应方向移动。
3．[高考题组合](1)[2014·重庆理综，11(3)]储氢还可借助有机物，如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢： (g)＋3H2(g)。在某温度下，向恒容密闭容器 中加入环己烷，其起始浓度为a ml·L，平衡时苯的浓度为b ml·L，该反应的平衡常数K＝________。
(2)[2014·福建理综，24(3)]已知t℃时，反应FeO(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g)的平衡常数K＝0.25。①t ℃时，反应达到平衡时n(CO)∶n(CO2)＝________。②若在1 L密闭容器中加入0.02 ml FeO(s)，并通入x ml CO，t ℃时反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为50%，则x＝________。
(3)[(2014·山东理综，29(1)(2)]研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：2NO2(g)＋NaCl(s) NaNO3(s)＋ClNO(g) K1 ΔH1<0 (Ⅰ)2NO(g)＋Cl2(g) 2ClNO(g) K2 ΔH2<0 (Ⅱ)①4NO2(g)＋2NaCl(s) 2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数K＝________(用K1、K2表示)。
②为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响，在恒温条件下，向2 L恒容密闭容器中加入 0.2 ml NO和0.1ml Cl2，10 min时反应(Ⅱ)达到平衡。测得10 min内v(ClNO)＝7.5×10－3 ml·L－1·min－1，则平衡后n(Cl2)＝________ml，NO的转化率α1＝________。其他条件保持不变，反应(Ⅱ)在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率α2______α1(填“>”“<”或“＝”)，平衡常数K2______(填“增大”、“减小”或“不变”)。若要使K2 减小，可采用的措施是________。
高考定位化学平衡常数是近年高考考查的热点内容。该部分内容通常与平衡浓度、转化率的计算、图像的分析等结合比较紧密，同时与生产生活等实际问题相结合考查其实际应用以及考生的思维方法等。预计2015年对化学平衡常数的考查仍将延续前几年的命题特点、形式：即在化学反应原理的综合题目中考查化学平衡常数的书写、计算、应用及影响因素。
[知能突破·考点]1．化学平衡常数的全面突破(1)化学平衡常数的意义：①化学平衡常数可表示反应进行的程度。K ，反应进行的程度 ，K>105时，可以认为该反应已经进行完全。虽然转化率也能表示反应进行的程度，但转化率不仅与温度有关，而且与起始条件有关。②K的大小只与 有关，与反应物或生成物的起始浓度的大小无关。
(2)根据Qc与K的关系判断化学平衡的移动：可逆反应进行到某时刻(包括化学平衡)时，生成物浓度的化学计量数次幂之积与反应物浓度的化学计量数次幂之积的比值称为浓度商(Qc)。当Qc K时，说明反应达到平衡状态；当Qc K时，说明反应在向正反应方向进行；当Qc K时，说明反应在向逆反应方向进行。
2．有关化学平衡的计算(1)化学平衡计算的基本模式——平衡“三步曲”根据化学反应方程式列出各物质的起始量、转化量和平衡量，然后依据题中关系列式计算例： mA ＋ nB pC ＋ qD起始量： a b 0 0变化量： mx nx px qx平衡量： a－mx b－nx px qx
注意：①变化量与化学方程式中各物质的化学计量数成比例。②这里a、b可指：物质的量、浓度、体积等。③弄清起始量、平衡量、平衡转化率三者之间的互换关系。④在使用平衡常数时，要注意反应物或生成物的状态。
[题组训练·考能]题组一 有关化学平衡常数的理解 1．对于化学平衡常数，下列说法正确的是( )。A．化学平衡常数只与温度有关B．升高温度，化学平衡常数一定增大C．正反应的化学平衡常数与逆反应的化学平衡常数一定不相等D．增大反应物浓度，化学平衡常数可能增大
解析 B项，如果正反应是放热(吸热)反应，升温则平衡常数减小(增大)，B错；C项，正、逆反应的化学平衡常数互为倒数，但不一定不相等，可以同时等于1，C错；D项，化学平衡常数与浓度无关，D错。答案 A
2．某温度下，密闭容器中X、Y、Z、W四种气体的初始浓度和平衡浓度如表所示，下列说法错误的是( )。
有关平衡常数理解的误区盘点(1)对于同类型的反应，K值越大，反应物转化率越大，表示反应进行的程度越大；K值越小，反应物转化率越小，表示反应进行的程度越小。(2)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。(3)反应物或生成物中若有固体或纯液体，由于其浓度可以看做为“1”而不代入平衡常数表达式。(4)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若化学方程式中的化学计量数变化，相应地化学平衡常数也要发生变化；当化学反应逆向进行时，平衡常数为原平衡常数的倒数。
—————[失分防范]—————
题组二 化学平衡常数的综合运用3．已知：反应①Fe(s)＋CO2(g) FeO(s)＋CO(g)的平衡常数为K1；反应②Fe(s)＋H2O(g) FeO(s)＋H2(g)的平衡常数为K2，不同温度下K1、K2的值如表中所示：
请回答下列问题：(1)从表中数据可以推断：反应①是________(填“吸”或“放”)热反应。(2)现有反应CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)，写出该反应的平衡常数K3的数学表达式：________。(3)根据反应①与②，可推导出K1、K2与K3之间的关系式。据此关系式及表中数据，也能推断出反应③是吸热反应还是放热反应。欲使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采用的措施有________(填序号)。 A．缩小反应容器容积 B．扩大反应容器容积C．降低温度 D．升高温度E．使用合适的催化剂 F．设法减少CO的量
4．(2014·重庆巴蜀中学)下图是某煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，解决下列问题：
①该时间段内反应速率v(H2)＝________。②比较此时正、逆反应速率的大小：v正________v逆(填“>”、“<”或“＝”)。③反应达到平衡后，保持其他条件不变，若只把容器的体积缩小一半，平衡 ________(填“逆向”、“正向”或“不”)移动，平衡常数K________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
A.常温下，大气固氮很难进行，而工业固氮却能非常容易进行B．模拟大气固氮应用于工业上的意义不大C．工业固氮时温度越低，氮气与氢气反应越完全D．K越大说明合成氨反应的速率越大
答案 (1)C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)(2)①0.08 ml·L－1·min－1 ②> ③正向 不变 (3)BC
5．[(2014·广东理综，31(2)(3)(4)]用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，反应①为主反应，反应②和③为副反应。① 1/4CaSO4(s)＋CO(g) 1/4CaS(s)＋CO2(g)ΔH1＝－47.3 kJ·ml－1② CaSO4(s)＋CO(g) CaO(s)＋CO2(g) ＋SO2(g)ΔH2＝＋210.5 kJ·ml－1 ③ CO(g) 1/2C(s)＋1/2CO2(g)ΔH3＝－86.2 kJ·ml－1
①反应①～③的平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线见下图，结合各反应的ΔH，归纳lgK～T曲线变化规律：
a)__________________________________________；b)_________________________________________________。②向盛有CaSO4的真空恒容密闭容器中充入CO，反应①于900 ℃达到平衡，c平衡(CO)＝8.0×10－5 ml·L－1，计算CO的转化率(忽略副反应，结果保留两位有效数字)。③为减少副产物，获得更纯净的CO2，可在初始燃料中适量加入________。
(2)[(2014·北京理综，26(2)]2NO(g) ＋O2(g) 2NO2(g) 。在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线(如下图)。 ①比较p1、p2的大小关系________。②随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是________。
解析 (1)①结合图像和反应特点可知，a)反应①③为放热反应，随温度升高，lgK降低；反应②为吸热反应，随温度升高，lgK增大；b)放出或吸收热量越多的反应，其lgK受温度影响越大。②要获得更纯净的二氧化碳，必须减少二氧化硫的量，通过反应②的分析可知，当二氧化碳浓度增大时，可使平衡向左移动，所以可在初始燃料(CO)中加入适量二氧化碳，减少二氧化硫的产生，获得更纯净的二氧化碳。
答案 (1)①放热反应的lgK随温度升高而下降(或“吸热反应的lgK随温度升高而升高”) b)放出或吸收热量越多的反应，其lgK受温度影响越大②由图像可知，当反应①在900 ℃时，lgK＝2，即平衡常数K＝100。设起始时CO的浓度为a ml·L－1，转化量为x ml·L－1。
“四步法”妙解速率平衡图表题【示例】对于可逆反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0。下列研究目的和图示相符的是( )。
1．(2014·安徽3月模拟，13)在容积不变的密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH<0。下列各图表示当其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，其中分析正确的是( )。
A．图Ⅰ表示温度对化学平衡的影响，且甲的温度较高B．图Ⅱ表示t0时刻使用催化剂对反应速率的影响C．图Ⅲ表示t0时刻增大O2的浓度对反应速率的影响D．图Ⅳ中a、b、c三点中只有b点已经达到化学平衡状态解析 由图可知乙先达到平衡，反应快，则乙的温度较高，A错误；t0时刻，v正、v逆同时增大，而且增大倍数相同，故此时使用了催化剂，B正确；t0时刻增大O2的浓度，v正突然增大，v逆在原平衡基础上逐渐增大，具有连续性，C错误；图Ⅳ中a、b、c三点都是在不同温度下的平衡点，D错误。答案 B
2．(2014·重庆育才中学月考)在密闭容器中，反应X2(g)＋Y2(g) 2XY(g) ΔH>0，达到甲平衡。在改变某一条件后，达到乙平衡，对此过程的分析正确的是( )。
A．图Ⅰ是升高温度的变化情况B．图Ⅱ是扩大容器体积的变化情况C．图Ⅲ是增大压强的变化情况D．图Ⅲ是升高温度的变化情况解析 题给反应为气体体积不变的吸热反应、升温平衡正向移动，即v正、v逆均增大，且v正增加程度大，A项正确；扩大容器体积平衡不移动，但因各物质的浓度均变小，因此正、逆反应速率均变小，B项错误；增大压强平衡不移动，C项错误；升温后达到新平衡所需时间短且XY%增大，D项错误。答案 A
3．(2011·重庆理综，10)一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是( )。
解析 本题考查化学平衡知识，通过分析图像确定可能符合的反应。观察图像可知，达到平衡用的时间短反应速率快，则T2>T1、p1>p2。升高温度水蒸气的百分含量降低，说明平衡逆向移动，正反应放热，ΔH<0；增大压强水蒸气的百分含量增大，说明平衡正向移动，正反应方向气体分子数减少，综合分析A选项中反应符合要求。答案 A
4．下列四个图中，曲线变化情况与所给反应(a、b、c、d均大于0)相对应的是( )。
解析 A项反应ΔH<0，为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，SO3含量减小，温度较高时反应先达到平衡，图中 1 200 ℃和1 000 ℃的情况表示反了，错误；压强增大，正逆反应速率均增大，平衡正向移动，则v正增大的幅度大，而图中v逆增大的幅度大，B项错误；C项反应的ΔH>0，为吸热反应，压强不变时升高温度，平衡正向移动，N2O4物质的量分数减小，与图中一致，温度不变时增大压强，平衡逆向移动，N2O4物质的量分数增大，与图中一致，正确；起始时增大CO2的物质的量，C的转化率增大，但CO2的转化率减小，D项错误。答案 C
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专题七 化学反应速率和化学平衡
[最新考纲]1．了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。 2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。 3.了解化学反应的可逆性。4.了解化学平衡建立的过程；理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行相关计算。5.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响，认识并能用相关理论解释其一般规律。6.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
考点一 化学反应速率及其影响因素的分析[重温真题·考情]1．(2014·北京理综，12)在一定温度下，10 mL 0.40 ml·L－1 H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准标况)如下表。
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)( )。A．0～6min的平均反应速率：v(H2O2)≈3.3×10－2 ml/(L·min)B．6～10min的平均反应速率：v(H2O2)<3.3×10－2 ml/(L·min)C．反应至6 min时，c(H2O2)＝0.30 ml·L－1D．反应至6 min时，H2O2分解了50%
2．(2014·全国新课标卷Ⅰ，9)已知分解1 ml H2O2放出热量98 kJ，在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为：H2O2＋I－→H2O＋IO－慢H2O2＋IO－→H2O＋O2＋I－快下列有关该反应的说法正确的是( )。A．反应速率与I－的浓度有关B．IO－也是该反应的催化剂C．反应活化能等于98 kJ·ml－1D．v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2)
3．(2014·全国大纲28，节选)反应AX3(g)＋X2(g) AX5(g)在容积为10 L的密闭容器中进行。起始时AX3和X2均为0.2 ml。反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。
①列式计算实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)＝________。②图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)由大到小的次序为________(填实验序号)；与实验a相比，其他两组改变的实验条件及判断依据是：b________、c________。
高考定位有关化学反应速率及其影响因素的考查在历年高考中都有所涉及，题目一般较为简单，常见的命题角度有：①化学反应速率的定量计算，②化学反应速率的大小比较；③外界条件对化学反应速率的影响及其图像、数据表格分析；④有关影响化学反应速率因素的探究等，考查方式比较灵活。解题的关键是紧扣化学反应速率的概念，及其外界因素对速率的影响规律认真分析作答。
用上式进行某物质反应速率的计算时需注意以下几点：(1)浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。(2)化学反应速率是某段时间内的平均反应速率，而不是瞬时速率，且计算时取正值。(3)同一反应用不同的物质表示反应速率时，数值可能不同，但意义相同。不同物质表示的反应速率之比等于其 之比。 (4)对于可逆反应，通常所计算的是正、逆反应抵消后的总反应速率，当达到平衡时，总反应速率为零。(注：总反应速率也可理解为净速率)。
2．外界条件对化学反应速率影响的深度剖析(1)纯液体和固体浓度可视为常数，它们的量的改变 影响化学反应速率。但固体颗粒的大小导致接触面积的大小发生变化，故影响反应速率。(2)对于固体、液体物质，由于压强改变时对它们的体积影响很小，因而压强对它们浓度的影响可看作不变，故压强对无气体参加的化学反应的速率无影响。
(5)外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的，但影响程度不一定相同。①当增大反应物浓度时，v正增大，v逆瞬间不变，随后也增大；②改变压强，气体分子数减小方向的反应速率变化程度大；③对于反应前后气体分子数不变的反应，改变压强正、逆反应速率改变程度 ；④升高温度，v正和v逆都增大，但 反应方向的反应速率增大的程度大；降低温度、v正和v逆都减小，但 反应方向的反应速率减小的程度大；⑤使用催化剂，能同等程度地改变正、逆反应速率。
下列有关反应速率的比较中正确的是( )。A．④>③＝②>① B．④<③＝②<①C．①>②>③>④ D．④>③>②>①解析 若将各反应速率均化为以B表示的速率，且以ml·L－1·s－1为单位，①、②、③、④表示的速率分别是0.022 5 ml·L－1·s－1、0.6 ml·L－1·s－1、0.6 ml·L－1·s－1、0.675 ml·L－1·s－1，故A正确。答案 A
2．(2014·重庆永川模拟)在容积固定的容器中发生反应：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0，各物质的浓度如表所示：
下列说法不正确的是( )。A．2～4 min内用H2表示的平均反应速率为0.3 ml·L－1·min－1B．达到平衡时，CO的转化率为62.5%C．反应在第2 min时改变了条件，可能是加入了催化剂D．反应在第2 min时改变了条件，可能是增加了H2的浓度
解析 直接根据表格计算出2～4 min内v(CO)＝0.15 ml·L－1·min－1，再换算出v(H2)＝0.3 ml·L－1·min－1，A正确；达到平衡时CO的转化率为0.5/0.8×100%＝62.5%，B正确；由表中数据可知，0～2 min内Δc(CO)＝0.2 ml·L－1，则Δc(H2)＝0.4 ml·L－1，故x＝1.2 ml·L－1 ,2～4 min内各物质的物质的量浓度改变量大于0～2 min内的改变量，由此可见化学反应速率增大，故改变的条件是加入了催化剂，C正确；2～4 min内，Δc(CO)＝0.3 ml·L－1，Δc(H2)也正好为0.6 ml·L－1，故2 min时没有增加H2的浓度，D错误。答案 D
3．(2014·重庆理综，29节选)O3在水中易分解，一定条件下，O3的浓度减少一半所需的时间(t)如下表所示。已知：O3的起始浓度为0.021 6 ml·L－1。
(1)pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是________________。(2)在30 ℃、pH＝4.0条件下，O3的分解速率为______ ml·L－1·min－1。(3)据表中的递变规律，推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为________(填字母代号)。a．40 ℃、pH＝3.0 b．10 ℃、pH＝4.0 c．30 ℃、pH＝7.0
通过数据比较反应速率大小的方法——“一看二转三比较”第一步：看单位是否统一；第二步：是将不同物质表示的化学反应速率转化成用同一物质表示的化学反应速率；第三步：是比较数值确定大小。
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题组二 影响化学反应速率的因素4．下列说法错误的是( )。A．已知在T ℃时，反应2A(g)＋B(g) 3C(g) ΔH>0的正反应速率表示为v，若降低温度，逆反应速率减小B．在恒容容器中发生反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，若往容器中充入He，正逆反应的速率均不变
C．当一定量的锌粉和4 ml·L－1的过量盐酸反应时，为了减慢反应速率，又不影响产生H2的总量，可向容器中加入一些水或硝酸钠溶液D．对任何一个化学反应，温度发生变化，化学反应速率一定发生变化
5．(2014·重庆八中模拟)对于反应4A＋2B 3C，下列说法中正确的是( )。A．某温度时，化学反应速率无论用A、B、C中任何物质表示，其数值都相同B．其他条件不变时，降低温度，化学反应速率减小C．其他条件不变时，增大压强，化学反应速率一定加快D．若增大或减小A的物质的量，化学反应速率一定会发生明显的变化
解析 A项，对于该反应，用不同的反应物或生成物表示的反应速率，其数值不相同，A错；C项，如果反应物、生成物都不是气体，则增大压强对化学反应速率无影响，C错；D项，若A是固体或液体，增大或减小A的物质的量，对化学反应速率没有明显影响，D错。答案 B
控制变量法的解题策略影响化学反应速率的因素有多种，在探究某种因素的影响规律时，需要控制其他条件不变，只改变某一个条件，探究这一条件对反应速率的影响规律，这种研究问题的方法叫做控制变量法。解题策略为：1．确定变量。解答此类题目时，要认真审题，清楚实验目 的，弄清要探究的外界条件有哪些。
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2．控制变量。在探究时，应先确定一个变化的量，控制其他量不变，研究这个变化量对实验结果的影响进而总结出影响规律，然后用同样的方法再进一步确定其他变量对实验结果的影响规律。3．数据有效。解答时应注意选择数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法做出正确判断。
考点二 正确理解化学平衡状态及其影响因素[重温真题·考情]1．(2013·重庆理综，7)将E和F加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：E(g)＋F(s) 2G(g)。忽略固体体积，平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示。
①b＜f ②915 ℃，2.0MPa时E的转化率为60% ③该反应的ΔS＞0 ④K(1 000 ℃)＞K(810 ℃)上述①～④中正确的有( )A．4个 B．3个 C．2个 D．1个解析 该反应为气体体积增大的反应，温度一定时，加压，平衡左移，G的体积分数减小，所以a＜54.0＜75.0；当压强为2.0 MPa时，温度越高，G的体积分数越大，说明升温，平衡右移，正反应为吸热反应。
③该反应为熵增加的反应，ΔS＞0，正确。④由于该反应为吸热反应，升温，平衡右移，K增大，正确。答案 A
2．(2014·全国新课标Ⅰ，28节选)乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系 (其中nH2O∶nC2H4＝1∶1)。
(1)列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp＝________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。(2)图中压强p1、p2、p3、p4的大小顺序为______________，理由是_______________________。(3)气相直接水合法常用的工艺条件为：磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290 ℃、压强6.9 MPa，n(H2O)∶n(C2H4)＝0.6∶1。乙烯的转化率为5%。若要进一步提高乙烯的转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有________、________。
高考定位有关化学平衡状态及其影响因素的考查是历年来高考的热点，常见的命题角度有：①化学平衡状态的判断。②外界条件对化学平衡的影响规律。③化学平衡图像的分析。④有关影响化学平衡因素的实验探究。⑤等效平衡状态等，在选择题和非选择题中都会有所考查，一般属于较难题目且所占分数比例较大，复习备考中应予以关注。
[知能突破·考点]1．化学平衡状态判断的“三类标志”、“一角度”(1)本质标志同一物质的 速率与 速率相等，即v正＝v逆。(2)等价标志①可逆反应的正、逆反应速率不再随时间发生变化。②体系中各组成成分的含量，即物质的量浓度、物质的量分数、体积分数、质量分数等保持不变。
③对同一物质而言，单位时间内该物质所代表的正反应的转化浓度和所代表的逆反应的转化浓度相等。④对不同物质而言，一种物质所代表的正反应速率和另一种物质所代表的逆反应速率的比值等于化学方程式中的化学计量数(系数)之比。
(3)特殊标志①对于反应物和生成物全部是气体且反应前后气体计量数不相等的可逆反应，若反应体系中混合气体的平均相对分子质量不再随时间变化，则反应达到平衡状态。此标志不适用于反应前后气体计量数相等的可逆反应，因为这类反应不管是否达到平衡状态，混合气体的平均相对分子质量始终是不变的。
②对于气体反应物和气体生成物的计量数不相等的可逆反应(体系中可存在固、液态物质)，当恒温、恒容时，若反应体系中总压强不再随时间变化，则反应达到平衡状态；当恒温、恒压时，若反应体系中体积不变或混合气体的密度不变，则反应达到平衡状态。对于反应物和生成物全部是气体且反应前后气体计量数相等的可逆反应，恒温、恒容时压强不变以及恒温、恒压时密度不变等均不能说明反应已达到平衡状态。③由于任何化学反应都伴有能量变化，因此在其他条件不变的情况下，当总体系温度一定时，则反应达到平衡状态。④对于反应混合物中含有有色气体物质的可逆反应，若体系颜色不变，则反应达到平衡状态。
(4)一角度从微观的角度分析，如反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，下列各项均可说明该反应达到了平衡状态①断裂1 ml N≡N键的同时生成1 ml N≡N键②断裂1 ml N≡N键的同时生成 ml H—H键③断裂1 ml N≡N键的同时断裂6 ml N—H键④生成1 ml N≡N键的同时生成 ml N—H键
2．平衡移动方向的判定(1)应用平衡移动原理判断如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)，平衡就向着能够 这种改变的方向移动。①原理中“减弱这种改变”的正确理解应当是升高温度时，平衡向吸热反应方向移动；增加反应物浓度，平衡向反应物浓度减少的方向移动；增大压强时，平衡向气体体积缩小的方向移动。
②化学平衡移动的根本原因是外界条件(如温度、压强、浓度等)的改变破坏了原平衡体系，使得正、逆反应速率不再相等。当v正 v逆时，平衡向正反应方向移动，当v正 v逆时，平衡向逆反应方向移动，移动的结果是v正 v逆。若条件的改变不能引起正、逆反应速率的变化，或者正、逆反应速率的变化相同，则平衡不发生移动。
[题组训练·考能]题组一 化学平衡状态的判定1．(2014·重庆南开中学模拟)在绝热、恒容的密闭容器中进行反应 2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g)，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是( )。
A．ab B．bd C．Bc D．ad解析 图a，随时间进行v(正)在变化中，t1时没有达到平衡；图b，由于在绝热容器中，t1时，平衡常数不变，说明达到平衡(若没有平衡，反应进行中，一定有热效应产生，平衡常数变化)；图c，t1后，NO、CO2的量均变化，没有达到平衡；图d，t1时NO的质量分数不变，说明达到平衡。答案 B
⑥温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化 ⑦温度和体积一定时，容器内的压强不再变化 ⑧条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化 ⑨温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化 ⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化(2)在上述⑥～⑩的说法中能说明反应2NO2(g) N2O4(g)达到平衡状态的是 ________。
解析 观察第(1)题反应的特征可知：此反应在反应前后气体的物质的量不发生变化，即在反应的任何一个阶段，容器内的压强不发生改变。气体的总质量不变、总的物质的量不变，因此混合气体的密度、平均相对分子质量均不发生改变，不能作为达到平衡状态的标志。观察第(2)题反应的特征：反应前后气体的体积发生改变，因此其平均相对分子质量、混合气体密度都不发生改变时，反应处于平衡状态，当c(NO2)恒定，颜色不再变化也可以作为反应达到化学平衡状态的标志。答案 (1)②⑥⑨ (2)⑥⑦⑧⑨⑩
不能判断化学平衡状态的三个标志1．恒温、恒容条件下反应前后气体体积不变的反应，混合气体的压强或气体的总物质的量不随时间而变化。如2HI(g) I2(g)＋H2(g)。2．反应物和生成物都是气体，且反应前后体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不随时间而变化。如2HI(g) I2(g)＋H2(g)。3．全部是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。
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题组二 化学平衡移动原理的应用3．(2012·重庆理综，13)在一个不导热的密闭反应器中，只发生两个反应：a(g)＋b(g) 2c(g) ΔH1<0x(g)＋3y(g) 2z(g) ΔH2>0进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所作的功)，下列叙述错误的是( )。
A．等压时，通入惰性气体，c的物质的量不变B．等压时，通入z气体，反应器中温度升高C．等容时，通入惰性气体，各反应速率不变D．等容时，通入z气体，y的物质的量浓度增大
解析 A项，不导热的密闭容器中，等压时，通入惰性气体，体积增大，x(g)＋3y(g) 2z(g)平衡逆向移动，放出热量，体系温度升高，a(g)＋b(g) 2c(g)平衡逆向移动，c的物质的量减少；B项，等压时，通入z气体，x(g)＋3y(g) 2z(g)平衡逆向移动，体系温度升高；C项，等容时，通入惰性气体，反应物浓度不变，各反应速率不变；D项，等容时，通入z气体，x(g)＋3y(g) 2z(g)平衡逆向移动，y的物质的量浓度增大。答案 A
4．(2014·重庆高三八中模拟)在容积恒定的密闭容器中，一定量的SO2与1.1 ml O2发生反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH<0。当气体的物质的量减少0.315 ml时，反应达到平衡，SO2的平衡转化率是90%。下列说法正确的是( )。
A．相同条件下，平衡时若充入稀有气体，SO2的转化率增大B．反应开始时，向容器中通入的SO2的物质的量是0.7 mlC．保持其他条件不变，仅降低温度，正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度大D．保持其他条件不变，仅缩小容器体积，反应达到平衡时容器中有1.485 ml气体
解析 因反应容器容积恒定，因此相同条件下，平衡时若充入稀有气体，与反应有关的各物质的浓度不变，平衡不移动，SO2的转化率不变；气体的物质的量减少0.315 ml时消耗SO2 0.630 ml，故可知反应开始时，向容器中通入SO2的物质的量为0.63 ml÷90%＝0.7 ml；正反应为放热反应，降温平衡正向移动；即正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度小；结合前面分析可知平衡时容器中气体物质的量为(1.1 ml＋0.7 ml)－0.315 ml＝1.485 ml，故保持其他条件不变，仅缩小容器体积，反应正向移动，气体物质的量减少，即达到平衡时容器中气体不足1.485 ml。答案 B
5．(2014·江苏化学，15改编)一定温度下，在三个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生反应：2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)
下列说法正确的是( )。A．该反应的正反应为放热反应 B．达到平衡时，容器Ⅰ中的CH3OH体积分数比容器Ⅱ中的小 C．容器Ⅰ中反应达到平衡所需时间比容器Ⅲ中的长 D．若起始时向容器Ⅰ中充入CH3OH 0.15 ml、CH3OCH3 0.15 ml和H2O 0.10 ml，则反应将向逆反应方向进行
解析 对比容器Ⅰ、Ⅲ，可知起始时物质的量都是0.20 ml，容器Ⅲ温度降低，CH3OCH3平衡时的物质的量增大，说明平衡正向移动，故正反应是放热反应，A项正确；B项，容器Ⅱ的投料量是容器Ⅰ的两倍，相当于加压，但题给反应是气体体积相等的反应，两者建立等效平衡，CH3OH体积分数不变，错误；C项，容器Ⅰ的温度比容器Ⅲ高，温度高，化学反应速率快，到达平衡时间短，错误；D项，容器Ⅰ中，
分析化学平衡移动的一般思路
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考点三 化学平衡常数的应用及相关计算[重温真题·考情]1．(2014·四川理综，7)在10L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应X(g)＋Y(g) M(g)＋N(g)，所得实验数据如下表：
下列说法正确的是 ( )。A．实验①中，若5 min时测得n(M)＝0.050 ml，则0至5 min时间内，用N表示的平均反应速率v(N)＝1.0×10－2ml·L－1·min－1B．实验②中，该反应的平衡常数K＝2.0 C．实验③中，达到平衡时，X的转化率为60% D．实验④中，达到平衡时，b＞0.060
2．(2014·全国卷Ⅱ，26)在容积为1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g) 2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。
回答下列问题：(1)反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)；100 ℃时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在0～60 s时段，反应速率v(N2O4)为________ml·L－1·s－1；反应的平衡常数K1为________。(2)100 ℃时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.002 0 ml·L－1·s－1的平均速率降低，经10 s后又达到平衡。a．T_____100 ℃(填“大于”或“小于”)，判断理由是____。b．列式计算温度T时反应的平衡常数K2________。
(2)c(N2O4)减小，说明平衡向正反应方向移动，根据勒夏特列原理，应该是温度升高，即T>100 ℃，由v(N2O4)计算出建立新平衡过程中c(N2O4)减小值，再计算出新平衡时c(N2O4)、c(NO2)，代入K的表达式中计算求得K2。(3)因为N2O4(g) 2NO2(g)的逆反应是气体分子数减小的反应，所以增大压强，平衡向逆反应方向移动。
3．[高考题组合](1)[2014·重庆理综，11(3)]储氢还可借助有机物，如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢： (g)＋3H2(g)。在某温度下，向恒容密闭容器 中加入环己烷，其起始浓度为a ml·L，平衡时苯的浓度为b ml·L，该反应的平衡常数K＝________。
(2)[2014·福建理综，24(3)]已知t℃时，反应FeO(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g)的平衡常数K＝0.25。①t ℃时，反应达到平衡时n(CO)∶n(CO2)＝________。②若在1 L密闭容器中加入0.02 ml FeO(s)，并通入x ml CO，t ℃时反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为50%，则x＝________。
(3)[(2014·山东理综，29(1)(2)]研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：2NO2(g)＋NaCl(s) NaNO3(s)＋ClNO(g) K1 ΔH1<0 (Ⅰ)2NO(g)＋Cl2(g) 2ClNO(g) K2 ΔH2<0 (Ⅱ)①4NO2(g)＋2NaCl(s) 2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数K＝________(用K1、K2表示)。
②为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响，在恒温条件下，向2 L恒容密闭容器中加入 0.2 ml NO和0.1ml Cl2，10 min时反应(Ⅱ)达到平衡。测得10 min内v(ClNO)＝7.5×10－3 ml·L－1·min－1，则平衡后n(Cl2)＝________ml，NO的转化率α1＝________。其他条件保持不变，反应(Ⅱ)在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率α2______α1(填“>”“<”或“＝”)，平衡常数K2______(填“增大”、“减小”或“不变”)。若要使K2 减小，可采用的措施是________。
高考定位化学平衡常数是近年高考考查的热点内容。该部分内容通常与平衡浓度、转化率的计算、图像的分析等结合比较紧密，同时与生产生活等实际问题相结合考查其实际应用以及考生的思维方法等。预计2015年对化学平衡常数的考查仍将延续前几年的命题特点、形式：即在化学反应原理的综合题目中考查化学平衡常数的书写、计算、应用及影响因素。
[知能突破·考点]1．化学平衡常数的全面突破(1)化学平衡常数的意义：①化学平衡常数可表示反应进行的程度。K ，反应进行的程度 ，K>105时，可以认为该反应已经进行完全。虽然转化率也能表示反应进行的程度，但转化率不仅与温度有关，而且与起始条件有关。②K的大小只与 有关，与反应物或生成物的起始浓度的大小无关。
(2)根据Qc与K的关系判断化学平衡的移动：可逆反应进行到某时刻(包括化学平衡)时，生成物浓度的化学计量数次幂之积与反应物浓度的化学计量数次幂之积的比值称为浓度商(Qc)。当Qc K时，说明反应达到平衡状态；当Qc K时，说明反应在向正反应方向进行；当Qc K时，说明反应在向逆反应方向进行。
2．有关化学平衡的计算(1)化学平衡计算的基本模式——平衡“三步曲”根据化学反应方程式列出各物质的起始量、转化量和平衡量，然后依据题中关系列式计算例： mA ＋ nB pC ＋ qD起始量： a b 0 0变化量： mx nx px qx平衡量： a－mx b－nx px qx
注意：①变化量与化学方程式中各物质的化学计量数成比例。②这里a、b可指：物质的量、浓度、体积等。③弄清起始量、平衡量、平衡转化率三者之间的互换关系。④在使用平衡常数时，要注意反应物或生成物的状态。
[题组训练·考能]题组一 有关化学平衡常数的理解 1．对于化学平衡常数，下列说法正确的是( )。A．化学平衡常数只与温度有关B．升高温度，化学平衡常数一定增大C．正反应的化学平衡常数与逆反应的化学平衡常数一定不相等D．增大反应物浓度，化学平衡常数可能增大
解析 B项，如果正反应是放热(吸热)反应，升温则平衡常数减小(增大)，B错；C项，正、逆反应的化学平衡常数互为倒数，但不一定不相等，可以同时等于1，C错；D项，化学平衡常数与浓度无关，D错。答案 A
2．某温度下，密闭容器中X、Y、Z、W四种气体的初始浓度和平衡浓度如表所示，下列说法错误的是( )。
有关平衡常数理解的误区盘点(1)对于同类型的反应，K值越大，反应物转化率越大，表示反应进行的程度越大；K值越小，反应物转化率越小，表示反应进行的程度越小。(2)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。(3)反应物或生成物中若有固体或纯液体，由于其浓度可以看做为“1”而不代入平衡常数表达式。(4)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若化学方程式中的化学计量数变化，相应地化学平衡常数也要发生变化；当化学反应逆向进行时，平衡常数为原平衡常数的倒数。
—————[失分防范]—————
题组二 化学平衡常数的综合运用3．已知：反应①Fe(s)＋CO2(g) FeO(s)＋CO(g)的平衡常数为K1；反应②Fe(s)＋H2O(g) FeO(s)＋H2(g)的平衡常数为K2，不同温度下K1、K2的值如表中所示：
请回答下列问题：(1)从表中数据可以推断：反应①是________(填“吸”或“放”)热反应。(2)现有反应CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)，写出该反应的平衡常数K3的数学表达式：________。(3)根据反应①与②，可推导出K1、K2与K3之间的关系式。据此关系式及表中数据，也能推断出反应③是吸热反应还是放热反应。欲使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采用的措施有________(填序号)。 A．缩小反应容器容积 B．扩大反应容器容积C．降低温度 D．升高温度E．使用合适的催化剂 F．设法减少CO的量
4．(2014·重庆巴蜀中学)下图是某煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，解决下列问题：
①该时间段内反应速率v(H2)＝________。②比较此时正、逆反应速率的大小：v正________v逆(填“>”、“<”或“＝”)。③反应达到平衡后，保持其他条件不变，若只把容器的体积缩小一半，平衡 ________(填“逆向”、“正向”或“不”)移动，平衡常数K________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
A.常温下，大气固氮很难进行，而工业固氮却能非常容易进行B．模拟大气固氮应用于工业上的意义不大C．工业固氮时温度越低，氮气与氢气反应越完全D．K越大说明合成氨反应的速率越大
答案 (1)C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)(2)①0.08 ml·L－1·min－1 ②> ③正向 不变 (3)BC
5．[(2014·广东理综，31(2)(3)(4)]用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，反应①为主反应，反应②和③为副反应。① 1/4CaSO4(s)＋CO(g) 1/4CaS(s)＋CO2(g)ΔH1＝－47.3 kJ·ml－1② CaSO4(s)＋CO(g) CaO(s)＋CO2(g) ＋SO2(g)ΔH2＝＋210.5 kJ·ml－1 ③ CO(g) 1/2C(s)＋1/2CO2(g)ΔH3＝－86.2 kJ·ml－1
①反应①～③的平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线见下图，结合各反应的ΔH，归纳lgK～T曲线变化规律：
a)__________________________________________；b)_________________________________________________。②向盛有CaSO4的真空恒容密闭容器中充入CO，反应①于900 ℃达到平衡，c平衡(CO)＝8.0×10－5 ml·L－1，计算CO的转化率(忽略副反应，结果保留两位有效数字)。③为减少副产物，获得更纯净的CO2，可在初始燃料中适量加入________。
(2)[(2014·北京理综，26(2)]2NO(g) ＋O2(g) 2NO2(g) 。在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线(如下图)。 ①比较p1、p2的大小关系________。②随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是________。
解析 (1)①结合图像和反应特点可知，a)反应①③为放热反应，随温度升高，lgK降低；反应②为吸热反应，随温度升高，lgK增大；b)放出或吸收热量越多的反应，其lgK受温度影响越大。②要获得更纯净的二氧化碳，必须减少二氧化硫的量，通过反应②的分析可知，当二氧化碳浓度增大时，可使平衡向左移动，所以可在初始燃料(CO)中加入适量二氧化碳，减少二氧化硫的产生，获得更纯净的二氧化碳。
答案 (1)①放热反应的lgK随温度升高而下降(或“吸热反应的lgK随温度升高而升高”) b)放出或吸收热量越多的反应，其lgK受温度影响越大②由图像可知，当反应①在900 ℃时，lgK＝2，即平衡常数K＝100。设起始时CO的浓度为a ml·L－1，转化量为x ml·L－1。
“四步法”妙解速率平衡图表题【示例】对于可逆反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0。下列研究目的和图示相符的是( )。
1．(2014·安徽3月模拟，13)在容积不变的密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH<0。下列各图表示当其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，其中分析正确的是( )。
A．图Ⅰ表示温度对化学平衡的影响，且甲的温度较高B．图Ⅱ表示t0时刻使用催化剂对反应速率的影响C．图Ⅲ表示t0时刻增大O2的浓度对反应速率的影响D．图Ⅳ中a、b、c三点中只有b点已经达到化学平衡状态解析 由图可知乙先达到平衡，反应快，则乙的温度较高，A错误；t0时刻，v正、v逆同时增大，而且增大倍数相同，故此时使用了催化剂，B正确；t0时刻增大O2的浓度，v正突然增大，v逆在原平衡基础上逐渐增大，具有连续性，C错误；图Ⅳ中a、b、c三点都是在不同温度下的平衡点，D错误。答案 B
2．(2014·重庆育才中学月考)在密闭容器中，反应X2(g)＋Y2(g) 2XY(g) ΔH>0，达到甲平衡。在改变某一条件后，达到乙平衡，对此过程的分析正确的是( )。
A．图Ⅰ是升高温度的变化情况B．图Ⅱ是扩大容器体积的变化情况C．图Ⅲ是增大压强的变化情况D．图Ⅲ是升高温度的变化情况解析 题给反应为气体体积不变的吸热反应、升温平衡正向移动，即v正、v逆均增大，且v正增加程度大，A项正确；扩大容器体积平衡不移动，但因各物质的浓度均变小，因此正、逆反应速率均变小，B项错误；增大压强平衡不移动，C项错误；升温后达到新平衡所需时间短且XY%增大，D项错误。答案 A
3．(2011·重庆理综，10)一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是( )。
解析 本题考查化学平衡知识，通过分析图像确定可能符合的反应。观察图像可知，达到平衡用的时间短反应速率快，则T2>T1、p1>p2。升高温度水蒸气的百分含量降低，说明平衡逆向移动，正反应放热，ΔH<0；增大压强水蒸气的百分含量增大，说明平衡正向移动，正反应方向气体分子数减少，综合分析A选项中反应符合要求。答案 A
4．下列四个图中，曲线变化情况与所给反应(a、b、c、d均大于0)相对应的是( )。
解析 A项反应ΔH<0，为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，SO3含量减小，温度较高时反应先达到平衡，图中 1 200 ℃和1 000 ℃的情况表示反了，错误；压强增大，正逆反应速率均增大，平衡正向移动，则v正增大的幅度大，而图中v逆增大的幅度大，B项错误；C项反应的ΔH>0，为吸热反应，压强不变时升高温度，平衡正向移动，N2O4物质的量分数减小，与图中一致，温度不变时增大压强，平衡逆向移动，N2O4物质的量分数增大，与图中一致，正确；起始时增大CO2的物质的量，C的转化率增大，但CO2的转化率减小，D项错误。答案 C
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